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2011 年度 実績報告書

粒界相による非酸化物セラミックスの電気伝導度制御

研究課題

研究課題/領域番号 21360339
研究機関香川大学

研究代表者

楠瀬 尚史  香川大学, 工学部, 准教授 (60314423)

キーワードセラミックス / 構造・機能材料 / 無機工業材料
研究概要

前年度は、絶縁体であるAlNに半導体である希土類酸炭化物を粒界相として析出させて導電性AlNの作製を行った。しかしながら、この液相焼結によって形成される粒界相が連続的につながるという性質を利用することによって、導電体ばかりでなく、絶縁体の作製も可能になると考えられる。導電性AlNでは、粒界相は3重点および多点粒界に集中し、それが焼結体中を三次元的につながることにより絶縁体に導電性が発現した。このように、液相焼結の焼結後期では粒界相は3重点および多点粒界に集中する傾向があるが、初期段階では粒界相は二面粒界にも存在する。つまり、緻密化直後の二面粒界に十分粒界相が残っている状態で焼結を止めることによって、導電性粒子でも粒界相で絶縁することが可能になると考えられる。本年度は、通常10^<-5>~10^<-3>Scm^<-1>の半導体であるSiCの液相焼結条件を制御することによって、二面粒界に絶縁相を残存し、高抵抗SiCの作製を行った。
SiCの液相焼結の助剤としては、焼結後にY_2O_3-Al_2O_3系またはY_2O_3-SiC_2系の絶縁体粒界相を形成するY_2O_3とAl_2O_3を用いた。助剤の組成は、モル比Al_2O_3:Y_2O_3=3:5となるように固定し、助剤量を5、7.5、10、15vol.%まで変化させた。そして、焼結は低温でも緻密化が可能で、さらに液相の表面への浸み出しが少ないホットプレス焼結法を用いた。焼結温度を1650~1950℃まで変化させて作製したサンプルの電気伝導度を測定した結果、10、15vol%助剤を加えたサンプルにおいて1750~1850℃の焼結温度域で10^<12>Ωcm程度の高抵抗SiCが作製できることがわかった。さらに助剤組成をAl_2O_3:Y_2O_3=7:1とすることによって、工業的に応用可能な常圧焼結を用いても10^9Ωcm近い緻密な高抵抗焼結体を得ることに成功した。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Si_3N_4/BNナノ複合材料の高温特性2012

    • 著者名/発表者名
      楠瀬尚史、新原皓一
    • 雑誌名

      材料の科学と工学

      巻: 49 ページ: 8-11

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication and microstructure of electrically conductive AlN with high thermal conductivity2011

    • 著者名/発表者名
      T.Kusunose, T.Sekino, K.Niihara
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 484 ページ: 57-60

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/KEM.484.57

    • 査読あり
  • [学会発表] 構造用非酸化物セラミックスの物性制御2012

    • 著者名/発表者名
      楠瀬尚史、関野徹、新原皓一
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2012年年会サテライトミーティング
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2012-03-19
  • [学会発表] オキシカーバイド粒界相によるAlNセラミックスの電気伝導度制御2011

    • 著者名/発表者名
      高島良平、楠瀬尚史
    • 学会等名
      第18回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-12-10
  • [学会発表] 粒界相制御による高抵抗SiC焼結体の作製2011

    • 著者名/発表者名
      佐川和貴、楠瀬尚史
    • 学会等名
      第18回ヤングセラミストミーティングin中四国
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2011-12-10
  • [学会発表] 液相焼結を使ったAlNセラミックスの導電化2011

    • 著者名/発表者名
      楠瀬尚史
    • 学会等名
      第16回焼結研究会
    • 発表場所
      香川県高松市新樺川ホテル
    • 年月日
      2011-08-19

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公開日: 2013-06-26  

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